(57)【要約】【課題】  弾性体に作用する応力を緩和し、弾性体を長寿命とした一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。【解決手段】  一方向クラッチ１３のオーバーラン状態においてローラ２３がくさび空間の幅の広い領域に移動した際、ばねが所定の撓み量以上撓む、即ち、ローラ２３がランプ面２０から離れて凹部１７の円周方向他端部２１と当接する位置にある場合には、保持器２４がローラ２３の移動を規制する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置された外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に配置される複数のローラと、該ローラを個々に収容するポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備え、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面の一方が、これらの間にくさび空間を形成するように円周方向に等間隔に複数の凹部を有する一方向クラッチであって、
前記ローラが前記くさび空間の幅の広い領域に移動して、前記弾性体が所定量撓んだとき、前記保持器が前記ローラの移動を規制することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置される外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に配置される複数のローラと、該ローラを個々に収容するポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向クラッチであって、
前記外側部材の内周面には円周方向に等間隔に複数の凹部が形成され、前記凹部はその円周方向一端部から深さを漸次増加するランプ面を備え、
前記外側部材が前記内側部材に相対回転するオーバーラン状態において、前記ローラが前記ランプ面から離れると共に前記凹部の円周方向他端部と当接する位置にあるとき、前記保持器が前記ローラの移動を規制することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
前記内側部材は駆動モータに連結され、前記外側部材は被駆動部材に連結され、前記被駆動部材が、前記駆動モータの回転方向に前記駆動モータより相対的に速く回転したときに動力を遮断することを特徴とする請求項２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記駆動モータをスタータモータ、前記被駆動部材を自動車のエンジンとし、
前記スタータモータと前記エンジンを連結するベルトが掛け渡され、請求項３に記載の一方向クラッチが内蔵されることを特徴とするクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸等に固定して用いられる一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スタータモータの回転軸とエンジンのクランク軸には、モータプーリとクランクプーリがそれぞれ配置されており、モータプーリとクランクプーリとの間に無端ベルトを掛け渡して、スタータモータの回転駆動力をエンジンのクランク軸に伝達している。このスタータモータの回転軸に固定されるモータプーリとしては、エンジン起動時にスタータの回転駆動力をエンジンのクランク軸に伝達し、エンジン起動後エンジンの回転がスタータに伝達されるのを防止する、一方向クラッチを組み込んだクラッチ内蔵型プーリ装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、スタータ用のクラッチ内蔵型プーリ装置に使用される一方向クラッチとしては、図６に示すようなものが開発されている。この一方向クラッチ１００は、外輪１０１の内周面に形成された複数のランプ面１０１ａと内輪１０２の外周面に形成された円筒面１０２ａとの間にローラ１０３をそれぞれ配置し、ローラ１０３の楔作用によって、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返す。
【０００４】
各ローラ１０３は、保持器１０４に形成された複数のポケット内に収容されている。また、ロック状態を確実なものとし、且つ、オーバーラン状態におけるローラ１０３の動きを規制するため、弾性体であるばね１０５はローラ１０２が楔作用を発揮する方向、即ち係合する方向にローラ１０３を弾性的に押圧している。ばね１０５は、板ばねであり、先端部にてローラ１０３を付勢する。
【０００５】
また、図７に示した一方向クラッチ１１０では、ローラ１１１をカム面１１２に付勢するばね１１３のばね定数が２段階に得られるように構成されることが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このばね１１３は、保持器１１４にはめ込まれており、所定の位置に設けられた屈曲部１１３ａで折り返され、所定の撓み量に達するまでは基端側１１３ｂが撓み、所定の撓み量に達すると先端側１１３ｃが撓むことで、ばね定数を２段階に変化させている。
【特許文献１】特開２００３−１７６８６６号公報
【特許文献２】特開２０００−７４１００号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載の一方向クラッチ１１０では、積極的に大きな撓みを与えるとばね１１３に大きな応力がかかる虞があり、特に、ばね定数の変化する点を超えてさらに大きなばね定数でばね１１３が用いられる場合には、応力はさらに増大してしまう。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性体に作用する応力を緩和し、弾性体を長寿命とした一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置された外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に配置される複数のローラと、該ローラを個々に収容するポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備え、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面の一方が、これらの間にくさび空間を形成するように円周方向に等間隔に複数の凹部を有する一方向クラッチであって、
前記ローラが前記くさび空間の幅の広い領域に移動して、前記弾性体が所定量撓んだとき、前記保持器が前記ローラの移動を規制することを特徴とする一方向クラッチ。
（２）内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置される外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に配置される複数のローラと、該ローラを個々に収容するポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向クラッチであって、
前記外側部材の内周面には円周方向に等間隔に複数の凹部が形成され、前記凹部はその円周方向一端部から深さを漸次増加するランプ面を備え、
前記外側部材が前記内側部材に相対回転するオーバーラン状態において、前記ローラが前記ランプ面から離れると共に前記凹部の円周方向他端部と当接する位置にあるとき、前記保持器が前記ローラの移動を規制することを特徴とする一方向クラッチ。
（３）前記内側部材は駆動モータに連結され、前記外側部材は被駆動部材に連結され、前記被駆動部材が、前記駆動モータの回転方向に前記駆動モータより相対的に速く回転したときに動力を遮断することを特徴とする（２）に記載の一方向クラッチ。
（４）前記駆動モータをスタータモータ、前記被駆動部材を自動車のエンジンとし、
前記スタータモータと前記エンジンを連結するベルトが掛け渡され、（３）に記載の一方向クラッチが内蔵されることを特徴とするクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、ローラがくさび空間の幅の広い領域に移動して弾性体が所定量撓んだとき、保持器がローラの移動を規制するので、弾性体に作用する応力を緩和し、弾性体を長寿命とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ及びクラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本実施形態に係るクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図であり、図２〜図４は  一方向クラッチの各動作状態を示す図である。クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、駆動モータであるスタータモータと被駆動部材である自動車のエンジンのクランク軸との間に配置されている。図１に示すように、クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、スタータモータの回転軸（図示せず）に固定されるスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同芯に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、エンジンのクランク軸に固定されたクランクプーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されており、スタータモータとエンジンは、駆動ベルトを介して機械的に連結されている。
【００１２】
また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、一方向クラッチ１３が配置されており、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、一方向クラッチ１３を狭持するように一対のサポート軸受１４が配置されている。サポート軸受１４としては、深溝玉軸受が使用されており、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２とを相対回転可能に支持する。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、一方向クラッチ１３は、スリーブ１１の外周面に圧入固定され、回転軸と共に回転する内側部材である内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定されると共に、内輪１５の周囲に内輪１５と同芯に配置された外側部材である外輪１６とを有する。従って、内輪１５は、スタータモータに機械的に連結されており、外輪１６は、エンジンのクランク軸に機械的に連結されている。
【００１４】
外輪１６の内周面は、円周方向において等間隔に形成された複数の凹部１７を有するカム面をなしており、内輪１５の外周面に形成された円筒面１８と各凹部１７との間には、均一なくさび空間１９がそれぞれ形成されている。凹部１７は、その円周方向一端部から深さを漸次増加するランプ面２０と、ヒール部２１となる凹部１７の円周方向他端部からランプ面２０に向かって延びる溝面２２とを有する。
【００１５】
そして、内輪１５の円筒面１８と外輪１６の各凹部１７との間に形成される各くさび空間１９には、複数のローラ２３が回動自在に設けられている。また、一方向クラッチ１３は、各ローラ２３を個別に収容する複数のポケットを有する保持器２４と、保持器２４に固定され、各ローラ２３をロック方向に弾性的に押圧する弾性体である複数のばね２５とを有している。
【００１６】
図２に示されるように、保持器２４は、円環状の一対のリム部２６と、一対のリム部２６を連結する複数の柱部２７とを備えている。一対のリム部２６の外周面には、凹部１７の軸方向両端部と係合する突起２８が形成されており、保持器２４の外輪１６に対する相対回転を不能としている。また、一対のリム部２６の内側面で円周方向において各柱部２７と整合する部分には、端部側ばね保持部２９が各柱部２７の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。これに対して、各柱部２７の軸方向中央部には、ローラ規制部である中央側ばね保持部３０が各柱部２７の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。このような端部側ばね保持部２９と中央側ばね保持部３０は、円周方向に少しずらした状態で配置されており、ばね２５は端部側ばね保持部２９の円周方向一側面と、中央側ばね保持部３０の円周方向他側面との間に挟持される。
【００１７】
この挟持されたばね２５は、その所定の位置を屈曲部３１として折り曲げることで押圧部３２を構成しており、押圧部３２の先端部を更に折り曲げて当接部３３を構成している。これによりばね２５は、各ローラ２３をロック方向、即ち、凹部１７の溝の浅い側に向けて押圧している。
【００１８】
中央側ばね保持部３０の円周方向の厚さｔは、ローラ２３がばね２５を所定の撓み量以上に押しつぶすような場合に、中央側ばね保持部３０の円周方向一端面３０ａと当接するように設定されている。また、ばね２５の押圧部３２の長さは、ローラ２３が中央側ばね保持部の円周方向一端面３０ａと当接したとき、中央側ばね保持部３０と干渉しないように設定されている。
【００１９】
このように構成されたクラッチ内蔵型プーリ装置１０においては、エンジン起動時、スタータモータの回転軸の回転角速度がエンジンのクランク軸の回転角速度より速い場合、即ち、内輪１５が外輪１６に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、図２に示されるように、ローラ２３は内輪１５の外周面から受ける力とばね２５のばね力Ｆとに基づき、凹部１７が浅くなった側、即ち、くさび空間１９の幅の狭い側でくさび状に食い込み、内輪１５と外輪１６との間で各ローラ２３が係合する。これにより、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能（ロック状態）となり、スタータモータの回転駆動力がクランク軸に伝達される。
【００２０】
一方、エンジン始動後、クランク軸の回転角速度が回転軸の回転角速度より速くなった場合には、図３に示されるように、ローラ２３は凹部１７が深くなった側、即ち、くさび空間１９の幅の広い領域に移動し、ローラ２３の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。
【００２１】
このオーバーラン状態においては、ローラ２３は外輪１６と共に回転する。通常、ローラ２３は遠心力により浮き上がって、ローラ２３は、ばね２５のばね力Ｆに抗して、ランプ面２０とヒール部２１とで支持される。通常時には、ばね２５は、所定の撓み量の範囲内で折り曲げられるので、屈曲部に働く応力は低く、ばね２５の負担は小さい。
【００２２】
一方、オーバーラン状態において、ローラ２３が遠心力により、ランプ面２０とヒール部２１によって支持される所定の位置からさらに移動して、図４に示されるように、ばね２５が所定の撓み量以上撓む異常な状態にまでストロークしようとすると、ローラ２３が中央側ばね保持部３０の円周方向一端面３０ａと当接するように設定されている。従って、ローラ２３がランプ面から離れると共にヒール部２１と当接する位置にある場合には、保持器２４がローラ２３の移動を規制し、すぐに図３に示した所定の位置へと移動する。このため、ばね２５が所定の撓み量以上撓んで、屈曲部３１に大きな応力が作用することが防止される。
【００２３】
従って、本実施形態の一方向クラッチ１３及びクラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、オーバーラン状態においてローラ２３がくさび空間の幅の広い領域に移動した際、ばね２５が所定の撓み量以上撓む、即ち、ローラ２３がランプ面２０から離れて凹部１７の円周方向他端部と当接する位置にある場合には、保持器２４がローラ２３の移動を規制する。これにより、ばね２５が所定の撓み量以上撓むことがなく、ばね２５に大きな応力が作用することが防止され、ばね２５を長寿命とすることができる。また、保持器２４がローラ２３の移動を規制することから、ばね２５が発生するばね力を増大させる必要がない。
【００２４】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００２５】
本実施形態では、弾性体であるばね２５は保持器２４の端部側ばね保持部２９と中央部側ばね保持部３０との間で挟持される構成としたが、弾性体の形状は任意に設定できる。例えば、図５に示されるように、保持器４０の柱部４１の軸方向両端部に基端部が固定された一対のばね４５を設け、所定の位置を屈曲部４６として折り曲げて、ローラ２３を押圧する構造であってもよい。この場合も、ローラ２３と対向する柱部４１の軸方向中間部にローラ規制部４２を設け、ローラ２３がオーバーラン状態において、ばね４５が所定の撓み量以上撓んでしまうような位置、即ち、ローラ２３がランプ面２０から離れてヒール部２１と当接する位置にあるとき、ローラ２３と当接するように厚さｔが設定されている。
また、本実施形態では、外輪の内周面をカム面、内輪の外周面を円筒面としたが、外輪の内周面を円筒面、内輪の外周面をカム面とする構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１の一方向クラッチのロック状態を示しており、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は外輪を外して上からみた上面図である。
【図３】図１の一方向クラッチの正常時のオーバーラン状態を示しており、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は外輪を外して上からみた上面図である。
【図４】図１の一方向クラッチの異常時のオーバーラン状態を示しており、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は外輪を外して上からみた上面図である。
【図５】本発明の変形例である一方向クラッチのばね、保持器及びローラを示す斜視図である。
【図６】従来の一方向クラッチの断面図である。
【図７】他の従来の一方向クラッチを示しており、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）はばね、保持器及びローラを示す上面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０           クラッチ内蔵型プーリ装置
１１           スリーブ
１２           プーリ
１３           一方向クラッチ
１４           サポート軸受
１５           内輪
１６           外輪
１７           凹部
１９           くさび空間
２３           ローラ
２４，４０     保持器
２５，４５     ばね（弾性体）
３０           中央部ばね保持部
３０ａ         当接面
４２           ローラ規制部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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